CIBF2012-超级电池在混合动力汽车智能电网和可再生能源发展中的应用机遇

UltraBatteryOpportunitiesforHybridVehicles,SmartGridandRenewableApplications超级电池在混合动力汽车、智能电网和可再生能源发展中的应用机遇PerryKramer,TomMinnerandKevinSmith报告人：汤明（TomMinner）CIBFShenzhen,ChinaJune2012Outline概述•AQuickLookatEastPennMfg.Co.,Inc.快速浏览美国东宾制造公司•UltraBattery®Introduction超级电池的介绍•HEVOpportunities应用于混合动力汽车–2010HondaCivicHybrid2010本田思域混合动力汽车–HondaInsightDemonstration本田Insight混合动力汽车的示范–BusDemonstration混合动力公交汽车的示范–MotivePowerApplication作为动力电池的应用•StationaryOpportunities作为固定型电池的应用–WindFarm风力发电厂–SolarEnergy太阳能–RegulatoryServices电网调节•AdvantagesoftheUltraBattery®超级电池的的优点EastPennMfg.Co.,Inc.inEasternPennsylvania,USA座落于美国宾夕法尼亚州东部的东宾制造公司Area:3120mu占地面积:3120亩Buildingarea:1.96Mm2厂房面积:196万平米•Lead-AcidBatteries:铅酸蓄电池IndustrialMotivePower工业动力电池SLI(Automotive)起动用电池(汽车)Stationary/Telecommunications固定型/通迅用电池•Wire&Cable电线与电缆DiversifiedProducts及其多样化产品•InjectionMolding注塑•Distribution配送•Recycling回收EastPenn’sBusinessSegments东宾的业务领域Automotive汽车Marine海运Commercial/Farm/Truck商用/农场/卡车RecreationalVehicles休闲旅游车Lawn&Garden草坪与花园PowerSports休闲运动GolfCars高尔夫车Scrubber/Sweeper清扫机MotivePower动力Railroad铁路Stationary固定型电池Telecommunications通讯UPS不间断电源Stand-byPower备用电源Solar太阳能Military军用Batterytypesavailableforallapplicationneeds可供所有应用之需的电池类型MarketSize:市场规模$3.5B35亿美元MotiveBattery动力电池MarketSize:市场规模$6B60亿美元StandbyBattery备用电池NewLead-AcidMarket新铅酸电池市场PSOCUltraBattery部分荷电状态超级电池MarketSize:市场规模:$15B150亿美元StarterBattery起动电池18810%100%StateofCharge荷电状态80%20%19601980Today今天TheNewDimensioninaLeadAcidWorld铅酸蓄电池世界的新篇章Thechallengetomakeenergyarenewableandsustainableprocess,ratherthanaprocessbasedonconsumingandburningfiniteresourcesandaccumulatingby-productslikeCO2,isTHEissueandtheopportunityofthe21stcentury.21世纪关注的问题和契机是挑战如何能使能源利用成为可再生和可持续的过程，而不是基于消耗和燃烧有限资源,积聚二氧化碳这样的副产品的过程。PbO2Pb+–SeparatorLead–acidcell铅酸电池+–Carbonelectrode碳电极PbO2Asymmetricsupercapacitor非对称的超级电容器+–UltraBattery超级电池PbCarbonelectrode碳电极iii1i2WhatistheUltraBattery®?什么是超级电池UltraBattery®isahybridenergy-storagedevice,whichcombinesanasymmetricsupercapacitorandalead-acidbatteryinoneunitcell,withoutextraelectroniccontrol.超级电池是混合能量存储装置，它将非对称的超级电容器与一个单格的铅酸电池结合起来，且没有额外的电子控制。Collaborators合作伙伴CSIROCommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganizationCSIRO(澳大利亚)联邦科学与工业研究组织•InventedtheUltraBattery®发明了超级电池Partners伙伴FurukawaBattery(Japan)古河电池(日本)•Since2004,CSIROandFurukawahavebeencooperatinginR&DactivitiesandmarketingfortheUltraBattery®自2004年以来,CSIRO就一直和古河在超级电池的研发活动与市场推广方面进行合作EastPennManufacturingCo.,Inc.(USA)东宾制造公司(美国)•Since2008,EastPennhasexclusivelicenseinNorthAmericaandChinaforAutomotiveandMotivePower.(WorldwideexclusivelicenseforStationaryMarkets)自2008年以来,东宾就已拥有在北美与中国生产汽车与动力电池的专有许可证(拥有在全世界生产固定型电池的专有许可证)2TIMESTHEPOWER2倍的功率TheUltraBatteryⓇvs.StandardAGMVRLA超级电池与标准AGMVRLA电池的比较AdvancedBatteryTechnologyforSuperiorChargeAcceptance使电池具有较好充电接受能力的先进电池技术*PERFORMANCE•SAFETY•ECONOMICAL•SUSTAINABLE性能•安全•经济•可持续CyclesBetterorEqualtoNiMH–Provenresultsonvariouslifecycletests循环更好或者等于镍氢电池—各种寿命循环测试的结果已经证实PERFORMANCE性能PERFORMANCE•SAFETY•ECONOMICAL•SUSTAINABLE性能•安全•经济•可持续UB12ModuleStatisticsUB12型超级电池模块的统计数据1HRValueskW/l=0.98at10%DODkW/kg=0.36at10%DODWh=90PowerWh/l=58Wh/kg=22EnergyUnitWeight=4.25kgUnitVolume=1.55LWeight/VolumeHondaInsightHEVDemonstrationwithFurukawaUltraBattery®装有古河超级电池的本田Insight混合动力汽车的运行示范Completed140,000+mileswithoutconditioning!电池在没有任何维护的情况下完成140,000多英里的驾程！ProofofConcept概念的论证TwoRetrofitted2010HondaCivics两辆改型的2010本田思域EcotalityinPhoenix,AZReplacedO.E.NiMHPackwithUltraBatteryPack亚利桑那州凤凰城的Ecotality公司用超级电池组代替原装的镍氢电池组–On-boardbatterymonitoringsystemalteredtoworkwithnewpack改动车载电池监控系统以对新的电池组起作用车OriginalEquipmentNiMHPack&Cell原装镍氢电池组与单体电池PACK电池组CELL单体电池•11modules(132cells)11个模块(132只单体电池）•158-voltpack158伏的电池组•1.2V/cellnominalvoltage标称电压为1.2V/单体电池•5.5Ahcapacity(1hour)5.5Ah容量(1小时率)UltraBatteryⓇPack&Module超级电池组与模块PACK电池组•14modules(84cells)14个模块(84只单格电池)•168-voltpack168伏的电池组•2.1V/cellnominalvoltage标称电压为2.1伏/单格电池•7.6Ahcapacity(1hour)7.6Ah容量(1小时率)BATTERY电池CurrentFieldTesting目前的现场试验•Testingtwo2010HondaCivicHybrids试验两辆2010本田思域混合动力汽车•TestatEastPennMfg.Co.,Inc.andPhoenix,AZ.在东宾制造与亚利桑那州的凤凰城分别进行试验Phoenix,AZ亚利桑那州的凤凰城VehicleMonitoring车辆监测•EastPenn东宾–Allbatteryvoltages(andpack),temperatureattopandbottomlayer,currentandgasmileage.监测所有电池(与电池组)的电压,顶层与底层的温度,电流与1加仑汽油行驶的里程–Monitoredonceperweekusingastandardized3-miledrivecycle.使用标准的3-英里驾驶循环每星期监测一次•EcotalityinPhoenix,AZ亚利桑那州凤凰城的Ecotality公司–Batterytemp,pack/individualvoltage,power,SOCandvehiclespeed.监测电池温度,电池组/单只电池电压,功率,荷电状态与车速–Datadownloadedonceamonth每月下载一次数据MildHybridApplications应用于微混动力汽车EarlyLifeModuleVariation电池在早期寿命时模块电压的变化ModuleVariation45,000miles汽车行驶至45,000英里时模块电压的变化Reference:Karner,D.,“DevelopmentandtestingofanUltraBattery®EquippedHondaCivic”,ALABCProjectDP1.8,ECOtalityNorthAmerica,2011.Batteriesvoltagevariationisreducedwithage!随着电池的老化,电池的电压变化将减小!TypicalEPMHybridVehiclePackVoltageResponse典型的EPM混合动力汽车上电池组的电压响应15516016517017518018519019520020515:5015:5315:5615:5916:0116:0416:0716:1016:1316:1616:1916:2216:24TestTimePackVoltageAutoStopAssistChargeCurrentEPMHybridTestingDetails目前EPM混合动力汽